Kľúčový rozdiel – pozitrónová emisia vs. zachytávanie elektrónov
Emisie pozitrónov a zachytávanie elektrónov sú dva typy jadrových procesov. Hoci ich výsledkom sú zmeny v jadre, tieto dva procesy prebiehajú dvoma rôznymi spôsobmi. Oba tieto rádioaktívne procesy sa vyskytujú v nestabilných jadrách, kde je príliš veľa protónov a menej neutrónov. Na vyriešenie tohto problému tieto procesy vedú k zmene protónu v jadre na neutrón; ale dvoma rôznymi spôsobmi. Pri pozitrónovej emisii vzniká okrem neutrónu aj pozitrón (opak elektrónu). Pri zachytávaní elektrónov nestabilné jadro zachytí jeden z elektrónov z jedného zo svojich orbitálov a potom vytvorí neutrón. Toto je kľúčový rozdiel medzi emisiou pozitrónov a zachytávaním elektrónov.
Čo je pozitrónová emisia?
Pozitronová emisia je typ rádioaktívneho rozpadu a podtyp beta rozpadu a je známy aj ako beta plus rozpad (β+ rozpad). Tento proces zahŕňa premenu protónu na neutrón vo vnútri rádionuklidového jadra za uvoľnenia pozitrónu a elektrónového neutrína (ν e). Pozitrónový rozpad sa zvyčajne vyskytuje vo veľkých rádionuklidoch bohatých na protóny, pretože tento proces znižuje protónové číslo v porovnaní s neutrónovým číslom. To má za následok aj jadrovú transmutáciu, pri ktorej vzniká atóm chemického prvku na prvok s atómovým číslom nižším o jednu jednotku.
Čo je zachytávanie elektrónov?
Záchyt elektrónov (tiež známy ako záchyt K-elektrónov, K-záchyt alebo záchyt L-elektrónov, L-záchyt) zahŕňa absorpciu vnútorného atómového elektrónu, zvyčajne z jeho elektrónového obalu K alebo L protónovým bohaté jadro elektricky neutrálneho atómu. V tomto procese sa súčasne dejú dve veci; jadrový protón sa mení na neutrón po reakcii s elektrónom, ktorý spadne do jadra z jedného z jeho orbitálov a emisiou elektrónového neutrína. Okrem toho sa veľa energie uvoľňuje ako gama žiarenie.
Aký je rozdiel medzi pozitrónovou emisiou a zachytávaním elektrónov?
Reprezentácia rovnicou:
Pozitronová emisia:
Príklad pozitrónovej emisie (β+ rozpad) je uvedený nižšie.
Poznámky:
- Nuklid, ktorý sa rozpadá, je ten na ľavej strane rovnice.
- Poradie nuklidov na pravej strane môže byť v akomkoľvek poradí.
- Všeobecný spôsob vyjadrenia pozitrónovej emisie je uvedený vyššie.
- Hmotnostné a atómové číslo neutrína sú nula.
- Symbol neutrín je grécke písmeno „nu.“
Elektrónový záchyt:
Príklad zachytávania elektrónov je uvedený nižšie.
Poznámky:
- Nuklid, ktorý sa rozpadá, je napísaný na ľavej strane rovnice.
- Elektrón musí byť napísaný aj na ľavej strane.
- Do tohto procesu je zapojené aj neutríno. Je vyvrhnutý z jadra, kde elektrón reaguje; preto je napísané na pravej strane.
- Všeobecný spôsob znázornenia záchytu elektrónov je uvedený vyššie.
Príklady pozitrónovej emisie a zachytávania elektrónov:
Pozitronová emisia:
Elektrónový záchyt:
Charakteristika pozitrónovej emisie a zachytávania elektrónov:
Emisia pozitrónov: Pozitrónový rozpad možno považovať za zrkadlový obraz beta rozpadu. Niektoré ďalšie špeciálne funkcie zahŕňajú
- Protón sa stáva neutrónom v dôsledku rádioaktívneho procesu, ktorý prebieha vo vnútri jadra atómu.
- Tento proces vedie k emisii pozitrónu a neutrína, ktoré sa vzdialia do vesmíru.
- Tento proces vedie k zníženiu atómového čísla o jednu jednotku a hmotnostné číslo zostáva nezmenené.
Záchyt elektrónov: Záchyt elektrónov sa nevyskytuje rovnakým spôsobom ako pri iných rádioaktívnych rozpadoch, ako je alfa, beta alebo poloha. Pri zachytávaní elektrónov niečo vstupuje do jadra, ale všetky ostatné rozpady zahŕňajú vystrelenie niečoho z jadra.
Medzi ďalšie významné funkcie patrí
- Elektrón z najbližšej energetickej hladiny (väčšinou z K-plášťa alebo L-plášťa) spadne do jadra a to spôsobí, že protón sa zmení na neutrón.
- Z jadra je emitované neutríno.
- Atómové číslo sa zníži o jednu jednotku a hmotnostné číslo zostane nezmenené.
Definície:
Jadrová transmutácia:
Umelá rádioaktívna metóda premeny jedného prvku/izotopu na iný prvok/izotop. Stabilné atómy možno premeniť na rádioaktívne atómy bombardovaním vysokorýchlostnými časticami.
Nuklid:
odlišný druh atómu alebo jadra charakterizovaného špecifickým počtom protónov a neutrónov.
Neutrino:
Neutríno je subatomárna častica bez elektrického náboja
